《近红外光谱》PPT课件

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1、近红外光谱及其应用小组成员：王磊张丽莎葛婷周碧辉申基琛骆潇婧药物波谱解析目录Contents基础知识仪器介绍分析方法应用成果目录Contents基础知识仪器介绍分析方法应用成果人文背景*FriedrichWilhelmHerschel（1738-1822）*英国天文学家，古典作曲家，音乐家，恒星天文学的创始人，被誉为“恒星天文学之父”Herschel在1800年进行太阳光谱可见区红外部分能量测量中发现近红外光谱区，为了纪念他的历史性发现，人们将近红外谱区中介于780～1100nm的波段称为Herschel谱区。近红外是波

2、长为780-2526nm的电磁波，属于分子振动光谱，是基频分子振动的合频与倍频。近红外光谱包含了丰富的含氢基团的信息（C-H、O-H、N-H、S-H），如水分子组合频在5155cm-1、伸缩振动一级倍频在6944cm-1；酚类和醇类的一级倍频在7092cm-1、二级倍频在10000cm-1；N-H键的伸缩振动一级倍频在6666cm-1。因此近红外光谱法常被用来测定含有含氢基团的有机物的含量。近红外技术的原理有机化合物的近红外光谱谱带归属近红外技术的发展近红外光谱（Nearinfraredspectroscopy，NIR）

3、物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱，谱带重叠，解析复杂随着商品化仪器的出现及Norris等人的工作，提出物质的含量与近红外区内多个不同的波长点吸收峰呈线性关系的理论。随着各种新的分析技术的出现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点。化学计量学学科的重要组成部分——多元校正技术在光谱分析中的成功应用，促进了近红外光谱技术的推广。随着计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展，近红外光谱在各领域中的应用研究陆续展开。90年代，近红外光谱在工业领域中的应用全面展开近红外光谱分析技术：

4、通过测定被测物质在近红外谱区的特征光谱并利用适宜的化学计量学方法提取相关信息后，对被测物质进行定性、定量分析的一种分析技术。速度快在线，适用性广绿色，安全分析结果准确优点：样品量大维护繁琐基础建模成本高模型转移难缺点：真溶液透射时发生吸收；光程一定；透射光的强度与样品中组分浓度的关系符合Beer定律乳浊液透射时发生吸收和散射光程不确定；透射光的强度与样品中组分浓度的关系不符合符合Beer定律固体&半固体发生镜面反射、漫反射、吸收、透射、折射、散射等作用方式近红外光与物质的作用形式近红外结合化学计量学、计算机技术、光导纤维

5、技术、漫反射积分球技术，是多学科交叉融合。它可以利用比色皿、投射探头、流通池等方式采集液体和半固体的透射光谱，也可以利用积分球、漫反射探头采集固体的漫反射光谱，无需样品预处理，即可实现不同样品的物理性质、化学性质进行快速、准确判断及分析。近红外的采集方法近红外光谱的常规检测方法透射测量法漫透射测量法漫反射测量法目录Contents基础知识仪器介绍分析方法应用成果近红外光谱仪光源分光系统测样器件检测器记录仪控制及数据处理分析系统基本组成结构分光器件不同滤光片型光栅色散型傅里叶变换型声光调制滤光器型主要作专用分析仪器，如粮食

6、水分测定仪。由于滤光片数量有限，很难分析复杂体系的样品。具有较高的信噪比和分辨率；光谱采集的可靠性受可动部件的影响，不太适合在线分析。具有较高的分辨率和扫描速度；干涉仪中存在移动性部件，且需要较严格的工作环境采用双折射晶体，通过改变射频频率来调节扫描的波长，整个仪器系统无移动部件，扫描速度快。但这类仪器的分辨率相对较低，价格也较高。近红外光谱仪的主要类型目录Contents基础知识仪器介绍分析方法应用成果1选择与建立校正样品，校正集样品须具有代表性2确扫描校正样品集样品的近红外光谱3准确测定样品集中每个样品的各种待测成分

7、或性质4对校正样品集中样品光谱的预处理与分析谱区的选定，选择算法，确定模型的参数，建立、检验与评价数学模型5用外部证实法检验和评价数学模型，并优化分析步骤收集样品加入界外点重新建模检查分析方法检修仪器日常分析对模型进行评价建立多元回归模型选择验证集选择校正集对光谱必要的处理测定全波长谱图测定全部样品的物化性质检测结果是否正确仪器及操作是否正确样品是否为界外点正确不正确不是是正确不正确定量分析步骤尽可能要覆盖待分析样品的范围对于待测的物化性质，样品应均匀分布样品的基底应相同（如Ph值或水分）若各组分间相互反应，要注意光谱采

8、集合采集瞬间的组成变化包括尽可能多的有代表性的样本样本变化范围越大，模型的适用范围越宽，但分析结果的精度可能变差；模型适用范围小时，分析结果的精度相对较高，但适用面变窄校正集的选择原则光谱预处理和波段的选择方法:包括傅立叶变换（Fouriertransform）、卷积(Convolution)、去卷积(Deconvo